一种长轴的热处理设备及其热处理工艺的制作方法

1.本发明涉及长轴的热处理技术领域，具体为一种长轴的热处理设备及其热处理工艺。


背景技术：

2.金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
3.现有设备在对长轴热处理加工时，由于热处理设备过于简陋，一次性只能进行单根轴热处理，从而造成了工作效率低下的现象出现；其次现有热处理设备过于简陋，冷却液喷洒不受限制，特别是对于长而粗的长轴进行处理时，由于悬挂过高冷却液可能来不及回收，从而导致地面积水严重，容易使得工人出现滑倒的现象出现；其次由于长轴自身长度太长重量大，且现有热处理设备需要进行人工上料下料，使得人工参与程度过高且劳动强度更大，人工长时间操作由于疲劳难免会产生懈怠，从而可能出现安全事故的发生。
4.基于此，本发明设计了一种长轴的热处理设备及其热处理工艺，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种长轴的热处理设备及其热处理工艺，以解决上述背景技术中提出了现有设备在对长轴热处理加工时，由于热处理设备过于简陋，一次性只能进行单根轴热处理，从而造成了工作效率低下的现象出现；其次现有热处理设备过于简陋，冷却液喷洒不受限制，特别是对于长而粗的长轴进行处理时，由于悬挂过高冷却液可能来不及回收，从而导致地面积水严重，容易使得工人出现滑倒的现象出现；其次由于长轴自身长度太长重量大，且现有热处理设备需要进行人工上料下料，使得人工参与程度过高且劳动强度更大，人工长时间操作由于疲劳难免会产生懈怠，从而可能出现安全事故的发生的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种长轴的热处理设备，包括涡流线圈、电机和两个大小半圆组成的冷却桶，所述冷却桶大圆上端外壁开设有取杆孔，所述冷却桶上端固定设置有装载环板，所述装载环板上端内壁转动设置有同步盘，所述同步盘中央同轴竖向固定设置有驱动套筒，所述驱动套筒下端转动设置在冷却桶底端；所述驱动套筒穿过同步盘的上端外壁环绕其轴线等角度均匀设置有多组夹具架，所述夹具架包括水平横杆，所述水平横杆竖向滑动设置在驱动套筒侧壁竖向开设的滑槽内，所述水平横杆远离驱
动套筒的一端通过弹簧铰链铰接有两个对称的用于夹装长轴的夹具板，所述水平横杆中央螺接有丝杠，所述丝杠穿过同步盘侧壁且与同步盘转动连接，所述丝杠穿过同步盘的一端外壁同轴固定设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮转动后外侧啮合有下降齿条，所述驱动齿轮转动后外侧啮合有上升齿条，下降齿条和上升齿条之间的半径差为驱动齿轮直径，下降齿条和上升齿条为对称布置，下降齿条和上升齿条下端面同轴固定设置有同一块静止板，所述静止板通过支架固定设置在冷却桶内壁，与水平横杆相对应的所述装载环板外侧边缘固定设置有设备架，所述设备架上端侧壁固定设置有涡流线圈，所述涡流线圈轴线与两个夹具板轴线共线，所述水平横杆侧壁通过支架水平滑动设置有用于锁紧夹具板的锁紧杆；所述锁紧杆一端与夹具板外壁接触，另一端接触在驱动套筒外侧壁，位于驱动套筒下端的所述驱动套筒下端侧壁开设有用于解锁锁紧杆的解锁坑，所述电机通过支架固定设置在冷却桶外侧壁，所述驱动套筒通过皮带轮组传动连接在电机输出轴上，所述同步盘开设有多个与夹具板轴线重合的过轴孔，所述装载环板竖向开设有中间圆弧线与夹具板轴线扫过路径相同的过轴圆弧孔；
7.作为本发明的进一步方案，所述驱动套筒穿过冷却桶的底端的一端固定设置有多个与水平横杆相对应的拨板，所述冷却桶小圆侧外壁固定设置有送料环板，所述送料环板竖向开设有中心圆弧轴线与驱动套筒共线的长圆弧槽，所述长圆弧槽中线圆弧线与夹具板轴线共线，所述送料环板上端固定设置有曲线块，所述曲线块竖向开设有长圆弧槽，所述曲线块上端滑动设置有滑槽块，所述滑槽块下端同轴固定设置有用于被拨板拨动进行位移的触发杆，所述触发杆滑动设置在长圆弧槽内；
8.作为本发明的进一步方案，所述设备架上端侧壁通过扭簧铰链转动设置有与夹具板共轴线的两块对称的辅助夹板，所述辅助夹板远离铰链的一端固定设置有方向向外c型板，所述夹具架外壁固定设置有用于称开辅助夹板的上下尖角的解锁盾板；
9.作为本发明的进一步方案，过轴孔边缘的所述同步盘上端面固定设置有引导环板，所述引导环板下端外壁设置有冷却系统；
10.作为本发明的进一步方案，所述冷却系统包括均匀环板，所述均匀环板转动设置在引导环板外壁，所述引导环板外端啮合有冷却齿轮，所述冷却齿轮同轴固定设置在丝杠外壁，所述均匀环板上端通过支架固定设置有转动l环板，所述转动l环板内圈开设有喷射孔，所述转动l环板外侧转动设置有静止l环板，所述静止l环板通过管道架固定设置在设备架侧壁；
11.作为本发明的进一步方案，所述同步盘靠近驱动套筒端面竖向开设有过水孔，所述同步盘上端边缘固定设置有阻水环板，位于冷却桶内部的所述驱动套筒侧壁开设有散热扰流孔；
12.作为本发明的进一步方案，电机采用减速电机；
13.一种长轴的热处理工艺，该长轴的热处理工艺的具体步骤如下：
14.步骤一：将需要进行热处理的轴放置到滑槽块,等待设备运行后自动将长轴顶入设备中的夹具组中，由夹具组将长轴先进行运行到设备的最上端，保持长轴底端已经超越涡流线圈的加热范围；
15.步骤二：设备正常运行慢慢讲长轴穿过正在通电的涡流线圈，对长轴进行淬火热处理，同时夹具组慢慢下降，讲热处理后的长轴放置到冷却桶内的水中，从而完成一根长轴
的加热，同时的多组夹具组进行同步工作，从而使得设备形成闭环处理过程，从而完成连续性工作；
16.步骤三：随着夹具组将长轴完全穿过涡流线圈后，将长轴进行完全释放，使得长轴完全掉落到冷却桶中进行浸没冷却，待冷却结束后从取轴孔将热处理完毕的长轴进行转运即可。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.1.本发明通过驱动齿轮受到电机的间接作用发生公转的同时，又受到静止的上升齿条和下降齿条间歇作用，从而使得驱动齿轮一边公转一边自转，再公转反转，从而带动丝杠同步转动，从而使得水平横杆对长轴进行提升；再下降穿过通电的涡流线圈，使得长轴被热处理，同时通过水平横杆上升带动锁紧杆脱离解锁坑从而使得夹具板夹紧长轴，下降到最下端释放长轴，从而完成了自动提升长轴高度，且相互切换连续工作，从而有效解决了采用人工操作长轴上下料可能出现的风险；其次也使得设备具有一定的连续性，从而进一步提高了工作效率。
19.2.本发明采用与水平横杆对应的同步的触发杆，受到驱动套筒下端的拨板的作用，驱动滑槽块在曲线块上端滑动，从而使得滑槽块上升将上端的长轴与公转的水平横杆同步转动，再推入夹具板中，从而完成自动上料过程；从而有效解决外部设备上料不同步，从而造成设备卡住或者上料失败的现象出现；自动同步上料进一步提升设备的连续性工作性能，提高工作效率。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明总体结构示意图；
22.图2为本发明图1中a处放大结构示意图；
23.图3为本发明左后俯视角轴剖结构示意图；
24.图4为本发明图3中b处放大结构示意图；
25.图5为本发明图3中c处放大结构示意图；
26.图6为本发明右后俯视角总体结构示意图(隐藏冷却桶)；
27.图7为本发明左下仰视角总体结构示意图(隐藏冷却桶)；
28.图8为本发明下降齿条、上升齿条和驱动齿轮配合结构示意图；
29.图9为本发明工艺流程结构示意图。
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.涡流线圈9,电机10,冷却桶11,装载环板12,同步盘13,驱动套筒14,夹具架15,水平横杆16,夹具板17,丝杠18,驱动齿轮19,下降齿条20,上升齿条21,静止板22,设备架23,锁紧杆24,解锁坑25,皮带轮组26,过轴孔27,拨板30,送料环板31,长圆弧槽32,曲线块33,滑槽块34,触发杆35,过轴圆弧孔36,辅助夹板40,c型板41,解锁盾板42,引导环板44,冷却系统45,均匀环板46,冷却齿轮47,转动l环板48,静止l环板49,过水孔52,阻水环板53。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1
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9，本发明提供一种技术方案：一种长轴的热处理设备，包括涡流线圈9、电机10和两个大小半圆组成的冷却桶11，冷却桶11大圆上端外壁开设有取杆孔，冷却桶11上端固定设置有装载环板12，装载环板12上端内壁转动设置有同步盘13，同步盘13中央同轴竖向固定设置有驱动套筒14，驱动套筒14下端转动设置在冷却桶11底端；驱动套筒14穿过同步盘13的上端外壁环绕其轴线等角度均匀设置有多组夹具架15，夹具架15包括水平横杆16，水平横杆16竖向滑动设置在驱动套筒14侧壁竖向开设的滑槽内，水平横杆16远离驱动套筒14的一端通过弹簧铰链铰接有两个对称的用于夹装长轴的夹具板17，水平横杆16中央螺接有丝杠18，丝杠18穿过同步盘13侧壁且与同步盘13转动连接，丝杠18穿过同步盘13的一端外壁同轴固定设置有驱动齿轮19，驱动齿轮19转动后外侧啮合有下降齿条20，驱动齿轮19转动后外侧啮合有上升齿条21，下降齿条20和上升齿条21之间的半径差为驱动齿轮19直径，下降齿条20和上升齿条21为对称布置，下降齿条20和上升齿条21下端面同轴固定设置有同一块静止板22，静止板22通过支架固定设置在冷却桶11内壁，与水平横杆16相对应的装载环板12外侧边缘固定设置有设备架23，设备架23上端侧壁固定设置有涡流线圈9，涡流线圈9轴线与两个夹具板17轴线共线，水平横杆16侧壁通过支架水平滑动设置有用于锁紧夹具板17的锁紧杆24；锁紧杆24一端与夹具板17外壁接触，另一端接触在驱动套筒14外侧壁，位于驱动套筒14下端的驱动套筒14下端侧壁开设有用于解锁锁紧杆24的解锁坑25，电机10通过支架固定设置在冷却桶11外侧壁，驱动套筒14通过皮带轮组26传动连接在电机10输出轴上，同步盘13开设有多个与夹具板17轴线重合的过轴孔27，装载环板12竖向开设有中间圆弧线与夹具板17轴线扫过路径相同的过轴圆弧孔36；
34.本发明工作时，先将本装置安装完成，保持冷却桶11埋在地表以下(如图1所示，其中图中上方向下看为设备的上端，图左向右看电机10固定的支架一端为设备的前端，将冷却桶11埋在地下一方面能使用地下泥土的温度对冷却桶11进行冷却的同时，使得设备的正题高度降低，从而使得设备整体重心下降，减小设备的震动，其次在上料和下料更加方便，无需进行过高的吊装，从而减轻人工的操作的费力，避免了长轴掉落的风险砸伤人工的现象出现)，当将长轴挂载到夹具架15降低到最低水平时，将长轴穿过送料环板31端面竖向开设的过轴孔27使得长轴穿过涡流线圈9上端卡入夹具板17中间(如图1、2和5所示，夹具板17和水平横杆16之间的扭簧铰链常态为保持夹具板17为打开状态，其中锁紧杆24靠近驱动套筒14的一端滑入在解锁坑25中，从而使得锁紧杆24靠近夹具板17的一端无法对夹具板17施加压力，这时可自由夹装，使得夹装更加快速，从而提高了工作效率)，当长轴伸入夹具板17夹装范围后，启动设备电机10，电机10转动通过皮带轮组26驱动驱动套筒14逆时针缓慢转动(从设备上端看)，驱动套筒14转动驱动其外壁的同步盘13转动，同步盘13,转动驱动丝杠18绕着驱动套筒14轴线发生公转，驱动套筒14公转后驱动下端的驱动齿轮19公转，驱动齿轮19公转与下端的静止板22上端的上升齿条21啮合(如图8所示)，随着电机10继续转动，驱动齿轮19公转的同时受到上升齿条21的作用力发生自转，驱动齿轮19自转时驱动上端的丝
杠18自转，丝杠18自转驱动水平横杆16沿着驱动套筒14侧壁开设的滑槽竖直向上滑动，水平横杆16上移使得两端的锁紧杆24脱离解锁坑25，从而使得锁紧杆24向夹具板17移动，从而挤压夹具板17使得两块夹具板17克服铰链弹簧的扭力将中间的长轴进行咬紧，这时可对正在上料的长轴进行卸力，使得设备本身驱动长轴穿过装载环板12竖向开设轴圆弧孔36公转的同时再上升运动，随着电机10继续转动，从而使得丝杠18公转的同时继续受到上升齿条21的作用发生自转，从而将长轴向上提起，当驱动齿轮19公转移动到上升齿条21末端时，这时长轴上升到最高点，且长轴下端在涡流线圈9上端，这时停止电机10转动，再重复进行第二根长轴上料，过程与上述相同，不再赘述，当第二根长轴上料结束后；这时第一根长轴进行热处理阶段，电机10继续工作，启动涡流线圈9，这时驱动齿轮19与下降齿条20进行啮合，随着电机10继续转动，从而使得丝杠18反转，使得水平横杆16竖直下降，使得穿过涡流线圈9的长轴被加热，加热后的长轴直接延申进入灌满冷却液的冷却桶11中进行冷却；同时第二根轴还在上升，当水平横杆16下降到驱动套筒14侧壁滑槽最下端时，锁紧杆24滑入解锁坑25，使得夹具板17自动弹开，将加热好的长轴进行释放，释放过程中由于长轴已经大部分沉入冷却液中，从而存在一定的浮力，从而使得释放后的长轴缓慢穿过涡流线圈9，从而完成完整的热处理过程；
35.本发明通过驱动齿轮19受到电机10的间接作用发生公转的同时，又受到静止的上升齿条21和下降齿条20间歇作用，从而使得驱动齿轮19一边公转一边自转，再公转反转，从而带动丝杠18同步转动，从而使得水平横杆16对长轴进行提升；再下降穿过通电的涡流线圈9，使得长轴被热处理，同时通过水平横杆16上升带动锁紧杆24脱离解锁坑25从而使得夹具板17夹紧长轴，下降到最下端释放长轴，从而完成了自动提升长轴高度，且相互切换连续工作，从而有效解决了采用人工操作长轴上下料可能出现的风险；其次也使得设备具有一定的连续性，从而进一步提高了工作效率。
36.本发明使用时需要使用外部载具对长轴进行操作上料，由于本装置本身各部件运行高度同步，从而外部设备在进行上料时可能会出现不同步的现象出现，从而导致设备卡死或者上料失败的现象出现，现希望设置一套自动上料装置，以解决上述问题；
37.作为本发明的进一步方案，驱动套筒14穿过冷却桶11的底端的一端固定设置有多个与水平横杆16相对应的拨板30，冷却桶11小圆侧外壁固定设置有送料环板31，送料环板31竖向开设有中心圆弧轴线与驱动套筒14共线的长圆弧槽32，长圆弧槽32中线圆弧线与夹具板17轴线共线，送料环板31上端固定设置有曲线块33，曲线块33竖向开设有长圆弧槽32，曲线块33上端滑动设置有滑槽块34，滑槽块34下端同轴固定设置有用于被拨板30拨动进行位移的触发杆35，触发杆35滑动设置在长圆弧槽32内，装载环板12竖向开设有中间圆弧线与夹具板17轴线扫过路径相同的过轴圆弧孔36；
38.本装置使用时，将长轴直接放置到滑槽块34上端，随着电机10的转动，与水平横杆16对应的拨板30转动到送料环板31下端的触发杆35,侧壁挤压触发杆35,使得触发杆35沿着长圆弧槽32滑动的同时，长圆弧槽32的滑动带动滑槽块34在曲线块33上端发生滑动的同时，再上升，从而推动滑槽块34上的长轴上升(如图8所示，下降齿条20和上升齿条21之间存在一端空白取用，用来等待长轴上升到夹具板17的高度空白)，同时带动触发杆35上升，这时长轴会先穿过过轴孔27,再继续公转的同时上升，长圆弧槽32中线圆弧线与夹具板17轴线共线，从而使得长轴转动过程中与夹具板17处于同步共线状态，直到驱动齿轮19与上升
齿条21进行啮合从而完成上料过程，这时的触发杆35上升到拨板30上端，从而脱离拨板30的作用，同时上料结束后，触发杆35和滑槽块34受到自身重力作用再次回到初始位置，从而再进行重复上料，此后即可完成设备的自动同步上料；
39.本发明采用与水平横杆16对应的同步的触发杆35，受到驱动套筒14下端的拨板30的作用，驱动滑槽块34在曲线块33上端滑动，从而使得滑槽块34上升将上端的长轴与公转的水平横杆16同步转动，再推入夹具板17中，从而完成自动上料过程；从而有效解决外部设备上料不同步，从而造成设备卡住或者上料失败的现象出现；自动同步上料进一步提升设备的连续性工作性能，提高工作效率。
40.作为本发明的进一步方案，设备架23上端侧壁通过扭簧铰链转动设置有与夹具板17共轴线的两块对称的辅助夹板40，辅助夹板40远离铰链的一端固定设置有方向向外c型板41，夹具架15外壁固定设置有用于称开辅助夹板40的上下尖角的解锁盾板42；使得长轴悬挂过高时能受到两个夹具点作用，从而保证了设备的稳定运行，避免长轴因为震动脱离过轴孔27范围，从而造成设备出现损坏的风险出现。
41.过轴孔27边缘的同步盘13上端面固定设置有引导环板44，引导环板44下端外壁设置有冷却系统45；从而进一步提高了长轴下降过程中对准过轴孔27的准确性。
42.作为本发明的进一步方案，冷却系统45包括均匀环板46，均匀环板46转动设置在引导环板44外壁，引导环板44外端啮合有冷却齿轮47，冷却齿轮47同轴固定设置在丝杠18外壁，均匀环板46上端通过支架固定设置有转动l环板48，转动l环板48内圈开设有喷射孔，转动l环板48外侧转动设置有静止l环板49，静止l环板49通过管道架固定设置在设备架23侧壁；直接对刚热处理好的长轴进行降温，丝杠18转动驱动冷却齿轮47转动，冷却齿轮47转动驱动均匀环板46转动，均匀环板46转动驱动转动l环板48转动从而随时改变转动l环板48上的喷射孔角度，一方面降低冷却桶11内冷却水的温度同时，另一方面避免设备运行缓慢，从而造成热处理后的长轴得不到及时冷却，从而造成长轴质量差的问题出现。
43.同步盘13靠近驱动套筒14端面竖向开设有过水孔52，同步盘13上端边缘固定设置有阻水环板53，位于冷却桶11内部的驱动套筒14侧壁开设有散热扰流孔；使得热处理后的长轴冷却更加均匀；从而避免了冷却液直接流淌到地面上，造成地面积水的现象出现，同时驱动套筒14可搅动冷却桶11内的冷却液，避免冷却液局部高温冷却效率下降的问题出现。
44.作为本发明的进一步方案，电机10采用减速电机；长轴热处理本身速度缓慢，采用减速电机可保证设备本身扭矩加大，获得更大的驱动力。
45.一种长轴的热处理工艺，该长轴的热处理工艺的具体步骤如下：
46.步骤一：将需要进行热处理的轴放置到滑槽块,等待设备运行后自动将长轴顶入设备中的夹具组中，由夹具组将长轴先进行运行到设备的最上端，保持长轴底端已经超越涡流线圈的加热范围；
47.步骤二：设备正常运行慢慢讲长轴穿过正在通电的涡流线圈，对长轴进行淬火热处理，同时夹具组慢慢下降，讲热处理后的长轴放置到冷却桶内的水中，从而完成一根长轴的加热，同时的多组夹具组进行同步工作，从而使得设备形成闭环处理过程，从而完成连续性工作；
48.步骤三：随着夹具组将长轴完全穿过涡流线圈后，将长轴进行完全释放，使得长轴完全掉落到冷却桶中进行浸没冷却，待冷却结束后从取轴孔将热处理完毕的长轴进行转运
即可。